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DE69503618T2 - SYSTEM FOR REMOTELY MEASURING EARTH RESISTANCE - Google Patents

SYSTEM FOR REMOTELY MEASURING EARTH RESISTANCE

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Publication number
DE69503618T2
DE69503618T2 DE69503618T DE69503618T DE69503618T2 DE 69503618 T2 DE69503618 T2 DE 69503618T2 DE 69503618 T DE69503618 T DE 69503618T DE 69503618 T DE69503618 T DE 69503618T DE 69503618 T2 DE69503618 T2 DE 69503618T2
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DE
Germany
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earth
remote
line
measurement
measuring device
Prior art date
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DE69503618T
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German (de)
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Inventor
Gianfranco Rom/Roma Scasciafratti
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/20Measuring earth resistance; Measuring contact resistance, e.g. of earth connections, e.g. plates
    • G01R27/205Measuring contact resistance of connections, e.g. of earth connections
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • G01R27/18Measuring resistance to earth, i.e. line to ground

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Abstract

PCT No. PCT/IT95/00052 Sec. 371 Date Oct. 22, 1996 Sec. 102(e) Date Oct. 22, 1996 PCT Filed Apr. 10, 1995 PCT Pub. No. WO95/29408 PCT Pub. Date Nov. 2, 1995A system for the remote measurement of the protection ground associated with an electrical system, and which employs a telephone line for the transmission of the control signals and the results of the measurement. The system includes a centralized ground measuring device (1) having two reference grounds (11, 12) which are connected to the soil, a line selector (2) and remote actuators (3) which also include two ground terminals which are connected to the soil and which may be located near the region in which the measurement is required.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein System zur Fernmessung des Erdungswiderstandes, der mit jeder Art von elektronischen Systemen verbunden ist, für den zivilen und für den industriellen Gebrauch, und im besonderen bezieht es sich auf ein System zur Fernermittlung des Erdungswiderstandes, welches eine Telefonleitung zur Unterstützung für die Übertragung der Kontrollsignale und der dieser Messung zugeordneten Werte benutzt, und auf ein Verfahren der mit diesem System ermöglichten Fernmessung des Erdungswiderstandes.The present invention relates generally to a system for remotely measuring earth resistance associated with any type of electronic system, for civil and industrial use, and more particularly to a system for remotely measuring earth resistance using a telephone line to support the transmission of control signals and values associated with said measurement, and to a method of remotely measuring earth resistance made possible by said system.

Stand der TechnikState of the art

Die elektrische Erdungsvorrichtung wird dazu genutzt, einen Teil einer metallischen Struktur eines elektrischen/elektronischen Gerätes so nahe wie möglich an einen Wert zu bringen, der dem Erdpotential entspricht, wenn aus ungewöhnlichen Gründen anomale Kontakte, Fehler, atmosphärische Entladungen, etc. die metallische Struktur mit einem Potential beaufschlagt wird, das zur Schädigung der Sicherheit einer Person führen kann.The electrical earthing device is used to bring a part of a metallic structure of an electrical/electronic device as close as possible to a value corresponding to the earth potential when, for unusual reasons (abnormal contacts, faults, atmospheric discharges, etc.), the metallic structure is subjected to a potential that may endanger the safety of a person.

Je niedriger der Wert des Erdungswiderstandes ist, desto höher ist der Schutz.The lower the value of the earthing resistance, the higher the protection.

Da es oft sehr teuer und schwierig sein kann, niedrige Werte des Widerstandes zu erreichen, fordert das Gesetz von der Nutzung und den möglichen Entladungsströmen Stromschlägen abhängige Werte des Erdungswiderstands.Since it can often be very expensive and difficult to achieve low resistance values, the law requires earth resistance values that depend on the use and the possible discharge currents of electric shocks.

Da aber der Erdungswiderstand nur in bestimmten Zeiten genutzt wird und sein. Wert beträchtlich auch entsprechend der Alterung des elektrischen Systems oder gemäß den Veränderungen der Umweltbedingungen variieren kann, ist eine regelmäßige Kontrolle des Erdungswiderstandes notwendig, um bei jeder Bedingung einen Wert zu gewährleisten, der stets niedriger liegt, als der vom Gesetz geforderten.However, since the earthing resistance is only used at certain times and its value can vary considerably according to the ageing of the electrical system or changes in environmental conditions, a regular check of the earthing resistance is necessary in order to ensure a to ensure a value that is always lower than that required by law.

Die Messung des Erdungswiderstands wird mittels transportabler Geräte durchgeführt unter Verwendung von in den Boden gerammten Pfosten, auf verschiedene Art, wobei sie aber üblicherweise mit der Volt-Ampere-Meßmethode beruht.The measurement of earth resistance is carried out by means of portable devices using posts driven into the ground in various ways, but is usually based on the volt-ampere measurement method.

Um diesen Vorgang durchzuführen, muß jemand den Bereich der Messung aufsuchen und die Pfosten unter Beachtung der zutreffenden Regeln in den Boden rammen.To carry out this procedure, someone must go to the area of the measurement and drive the posts into the ground, observing the relevant rules.

Bei der oben beschriebenen Praxis ergeben sich oft bemerkenswerte Schwierigkeiten, die eine Messung problematisch machen, welche ohnehin schon teuer ist und irgendwie durchgeführt werden muß unter Beachtung der zutreffenden Richtlinien.The practice described above often gives rise to remarkable difficulties that make a measurement problematic, which is already expensive and must somehow be carried out while observing the relevant guidelines.

Darüber hinaus werden bei Erdungsmessungen nach der herkömmlichen Technik, welche die Volt-Ampere-Meßmethode anwenden, Pfosten zur Messung verwendet, die im Abstand von 20/40 m voneinander entfernt angeordnet werden. Auf diese Weise fließt der elektrische Strom, zur Messung genutzt wird, teilweise durch die Oberfläche des Bodens und bezieht nicht den Äquipotentialbereich ein, der in tieferen Schichten liegt.In addition, earthing measurements using the traditional technique, which uses the volt-ampere measurement method, use measuring posts that are placed 20/40 m apart. In this way, the electric current used for the measurement flows partially through the surface of the ground and does not involve the equipotential zone located in deeper layers.

Dabei wird die Messung von dem Nachweis eines Widerstands der Oberfläche des Bodens beeinflußt, der anscheinend sehr niedrig ist und nicht dem aktuellen entspricht, und da der besagte scheinbare Erdungswiderstand niedriger ist als der tatsächliche, wird ein dem tatsächliche Erdungswiderstand entsprechender Sicherheitskoeffizient abgeleitet, der fiktiv und überbewertet ist; dies aber ist sehr gefährlich.The measurement is influenced by the detection of a resistance of the surface of the ground which is apparently very low and does not correspond to the actual one, and since the said apparent earth resistance is lower than the actual one, a safety coefficient corresponding to the actual earth resistance is derived which is fictitious and overestimated; this is very dangerous.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein System vorzusehen, das die Fernmessung der Erdung erlaubt, ohne eine Bedienungsperson zum Bewegen zu zwingen und das in sehr kurzer Zeit.The aim of this invention is to provide a system that allows the remote measurement of earthing without forcing an operator to move and in a very short time.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein System zur Fernmessung des Erdungswiderstandes vorzusehen, das seine Handhabung in sehr tiefen Schichten des Bodens erlaubt und so dabei die Präzision der Messung erhöht.Another object of this invention is to provide a system for remote measurement of earth resistance which allows its handling in very deep layers of the soil, thus increasing the precision of the measurement.

Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Fernmessung des Erdungswiderstandes zu schaffen, das einfach handhabbar ist und dessen Kosten begrenzt sind.Finally, it is an object of the present invention to provide a system for remote measurement of earth resistance which is easy to handle and whose costs are limited.

Diese und andere Aufgaben, die sich aus der weiteren Beschreibung ergeben, werden ermöglicht durch ein System zur Fernmessung des Erdungswiderstandes, das eine zentralisierte Erdungsmeßvorrichtung aufweist, die mit zwei mit dem Boden verbunden Bezugserdungen verbunden ist, ferngesteuerte Betätigungsglieder, deren jedes zwei mit der Erde verbundene Erdungsanschlüsse aufweist, die mit der Erde verbunden sind, und einen Leitungswähler, der die zentralisierte Erdungmeßeinrichtung mit den ferngesteuerten Betätigungsgliedern verbindet, die mit einer ausgewählten 2-Draht-Meßleitung verbunden sind; wobei das ferngesteuerte Betätigungsglied mit Anschlüssen versehen ist, um die Drähte der Leitung mit dem Bodenanschlüssen zu verbinden und den Meßkreis zu schließen, wenn es die von der zentralisierten Erdungsmeßeinrichtung ausgesandte Adresse erkennt, wobei es nahe dem Bereich angeordnet ist, wo besagte Bodenmessung erforderlich ist, wobei die Erdungswiderstandsmessung in einem Meßbereich durchgeführt wird, der von der Bezugserde weit entfernt ist, so daß die tiefsten Bodenschichten mit in die Messung einbezogen sind, von denen ein konstantes Potential anzunehmen ist, das in die Messung eingeht.These and other objects which will become apparent from the further description are made possible by a system for remotely measuring earth resistance comprising a centralized earth measuring device connected to two reference earths connected to ground, remotely controlled actuators each having two earth-connected earth terminals connected to ground, and a line selector connecting the centralized earth measuring device to the remotely controlled actuators connected to a selected 2-wire measuring line; the remote-controlled actuator being provided with terminals for connecting the wires of the line to the ground terminals and closing the measuring circuit when it detects the address emitted by the centralized earth measuring device, being arranged near the area where said ground measurement is required, the earth resistance measurement being carried out in a measuring area which is far removed from the reference earth, so that the deepest soil layers are included in the measurement, from which a constant potential is to be assumed which is included in the measurement.

Die zentrale Erdungsmeßvorrichtung besitzt einen Adressengeber, der ein Synchronismus- und Erkennungssignal emittiert und zur Zuführung von Strom zur Leitung dient, einen Konstantstromgenerator zur Erzeugung eines Konstantstromes, der durch einen ersten Draht der Leitung den jeweiligen Erdungsanschluß des ferngesteuerten Betätigungsgliedes, den Erdungswiderstand und die erste Bezugserdung zurück zur zentralisierten Meßvorrichtung fließt und dabei durch eine Stromsonde verläuft, die geeignet ist, das Schließen des Meßkreises zu erfassen, sowie einen Umschalter, der den zweiten Draht der Leitung entweder mit einem zweiten Ausgang des Adressengebers, dessen erster Ausgang mit dem ersten Draht der Leitung verbunden ist, oder mit einem zweiten Eingang eines selektiven Voltmeters verbindet, dessen Eingang mit der zweiten Bezugserdung verbunden ist.The central earthing measuring device has an address transmitter that emits a synchronism and detection signal and is used for supplying current to the line, a constant current generator for generating a constant current which flows through a first wire of the line, the respective earth terminal of the remote-controlled actuator, the earth resistance and the first reference earth back to the centralised measuring device, passing through a current probe suitable for detecting the closure of the measuring circuit, and a switch which connects the second wire of the line either to a second output of the address transmitter, the first output of which is connected to the first wire of the line, or to a second input of a selective voltmeter, the input of which is connected to the second reference earth.

Das Verfahren der Fernmessung des Erdungswiderstandes beinhaltet die folgenden Stufen:The procedure for remote measurement of earth resistance includes the following steps:

I) einen Adressengeber in einer zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung, der mit zwei mit dem Boden verbundenen Bezugserdungen verbunden ist, ein Synchronismus- und Erkennungssignal mit der speziellen Adresse eines ferngesteuerten Betätigungsgliedes emittiert, das mit einer von einem Leitungswähler ausgewählten Meßleitung verbunden ist, und zwei Erdungsanschlüsse aufweist, die mit dem Erdboden verbunden sind und simultan Strom zu dem ferngesteuerten Betätigungsglied zugeführt wird, der nahe bei dem Bereich angeordnet ist, wo die besagte Erdungsmessung erforderlich ist, wodurch die besagte Erdungsmessung in einem Meßbereich durchgeführt wird, der von den Bezugserden weit entfernt ist, so daß die tiefsten Bodenschichten, deren Potential als konstant angesehen werden kann, in die Messung einbezogen werden,I) an address transmitter in a centralized earth measuring device, connected to two reference earths connected to the ground, emitting a synchronism and recognition signal with the specific address of a remote-controlled actuator connected to a measuring line selected by a line selector, having two earth terminals connected to the ground and simultaneously supplying current to the remote-controlled actuator located close to the area where said earth measurement is required, whereby said earth measurement is carried out in a measuring area far from the reference earths, so that the deepest soil layers whose potential can be considered constant are included in the measurement,

II) wenn das ferngesteuerte Betätigungsglied angesteuert wird, und nach dem Erkennen, daß die übertragene Adresse und die eine durch eine geeignete Schaltung in dem Betätigungsglied eingestellte gleich sind, es die Kontakte schließt, die zum Schließen des Meßkreises vorgesehen sind,II) when the remote-controlled actuator is activated, and after detecting that the transmitted address and the one set by a suitable circuit in the actuator are the same, it closes the contacts intended to close the measuring circuit,

III) der Konstantstrom, der von einem in der zentralisierten Schaltung enthaltenen geeigneten Generator erzeugt wird, mit einer Wechselstromkomponente in der Größenordnung von Hz und einer Gleichstromkomponente von der zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung durch einen ersten Draht der Leitung, den jeweiligen Erdanschluß des ferngesteuerten Betätigungsgliedes, den Erdungswiderstand und die erste Bezugserdung zurück zur zentralisierten Meßvorrichtung fließt und durch die Stromsonde verläuft, die geeignet ist, das Schließen besagten des Meßkreises zu erfassen,III) the constant current produced by a suitable generator included in the centralized circuit, with an alternating current component of the order of Hz and a direct current component flows from the centralised earth measuring device through a first wire of the line, the respective earth connection of the remote-controlled actuator, the earth resistance and the first reference earth back to the centralised measuring device and passes through the current probe which is suitable for detecting the closure of said measuring circuit,

IV) eine aktuelle Messung des Erdungswiderstandes nach dem umschalten eines in der zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung enthaltenen Umschalters auf der Basis der Erfassung mittels des ebenfalls in der zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung enthaltenen selektiven Voltmeters mit einer Spannung durchgeführt wird, die direkt proportional zum Erdungswiderstand ist, wobei der Umschalter in eine Stellung geschaltet wird, die den zweiten Draht mit einem zweiten Eingang des selektiven Voltmeters verbindet, wobei ein erster Eingang desselben mit der zweiten Bezugserdung verbunden ist.IV) an actual measurement of the earth resistance is carried out after switching a switch included in the centralized earth measuring device on the basis of the detection by means of the selective voltmeter also included in the centralized earth measuring device with a voltage that is directly proportional to the earth resistance, the switch being switched to a position that connects the second wire to a second input of the selective voltmeter, a first input of which is connected to the second reference earth.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Die Eigenschaften der Erfindung werden klarer zu verstehen sein aus der folgenden Beschreibung einer praktischen Ausführungsform der Erfindung, die auch gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen in betrachtet werden sollen, von denen zeigt:The characteristics of the invention will be more clearly understood from the following description of a practical embodiment of the invention, which should also be considered together with the accompanying drawings, in which shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des gesamten Erkennungssystems,Fig. 1 is a block diagram of the entire detection system,

Fig. 2 die Wiedergabe der eigentlichen Erdungsmeßeinrichtung in einer auseinander gezogenen Darstellung des Blockschaltbildes von Fig. 1,Fig. 2 shows the actual earthing measuring device in an exploded view of the block diagram of Fig. 1,

Fig. 3 die Wiedergabe von möglichen Leitungsverbindungen der ferngesteuerten Betätigungsglieder, ausgewiesen mit der Bezugsziffer 3 in Fig. 1 undFig. 3 shows the possible cable connections of the remote-controlled actuators, indicated with the reference number 3 in Fig. 1 and

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Teile, die aus denen das mit Bezugsziffer 3 in Fig. 1 gekennzeichnete ferngesteuerte Betätigungsglied besteht.Fig. 4 is a schematic representation of the parts that make up the remote-controlled actuator indicated by reference number 3 in Fig. 1.

Beste Art der Ausführung der ErfindungBest mode for carrying out the invention

In Fig. 1, die ein Blockdiagramm des gesamten Systems darstellt, ist die zentralisierte Erdungsmeßvorrichtung 1 mit zwei Bezugserden 11, 12 verbunden und, um die Meßmöglichkeiten zu vergrößern, gestattet ein Leitungswähler 2 das Auswählen zwischen verschiedenen Meßleitungen. An jeder Leitung sind ferngesteuerte Betätigungsglieder 3 angeordnet, die entsprechend einer Steuerung den zu messenden Boden mit der zentralisierten Meßvorrichtung verbinden. Zur Übermittlung ist es möglich, jeden zweiphasigen Draht zu nutzen, und im folgenden beziehen wir uns auf eine Telefonleitung nur deshalb, weil sie schon in einer Kapillare eingebracht und verlegt ist. Die gemessenen Daten können mit einem Computer 4 verarbeitet werden und möglicherweise mittels eines Modems 5 zu einem Überwachungszentrum übermittelt werden.In Fig. 1, which is a block diagram of the entire system, the centralized earth measuring device 1 is connected to two reference earths 11, 12 and, in order to increase the measuring possibilities, a line selector 2 allows selection between different measuring lines. On each line there are remote-controlled actuators 3 which, according to a control, connect the ground to be measured to the centralized measuring device. For transmission it is possible to use any two-phase wire and in the following we refer to a telephone line only because it is already inserted and laid in a capillary. The measured data can be processed by a computer 4 and possibly transmitted to a monitoring center by means of a modem 5.

In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm dargestellt, das der zentralen Meßeinrichtung 1 von Fig. 1 entspricht und während A mittels einer gepunkteten Linie die zentralisierte Meßeinrichtung selber markiert, stellt die gepunktete Linie B den Erdboden dar, an dem die Messung durchgeführt wird.In Fig. 2 a block diagram is shown which corresponds to the central measuring device 1 of Fig. 1 and while A marks the centralized measuring device itself by means of a dotted line, the dotted line B represents the ground on which the measurement is carried out.

Für diese Meßeinrichtung umfassen die Arbeitsphasen und die Merkmale des einzelnen Blockes:For this measuring device, the working phases and the characteristics of the individual block include:

I) einen Adressengeber 16, der ein Synchronismus- und Erkennungssignal sendet und gleichzeitig die Leitungen 14, 14' versorgt.I) an address transmitter 16 which sends a synchronism and recognition signal and simultaneously supplies the lines 14, 14'.

II) Das ferngesteuerte Betätigungsglied 3 wird versorgt und wenn es die gesendete Adresse erkennt, schließt es die Kontakt 13 für eine Zeitdauer, die die Meßzeit überschreitet.II) The remote actuator 3 is powered and when it recognizes the transmitted address, it closes the Contact 13 for a period of time exceeding the measuring time.

III) Ein konstanter Strom I, der durch einen geeigneten 17 Generator erzeugt wird, fließt in den Widerstand RX und schließt sich selber, während er die Meßeinrichtung und eine Stromsonde 18 durchströmt.III) A constant current I, generated by a suitable 17 generator, flows into the resistor RX and closes itself while flowing through the measuring device and a current probe 18.

Wenn die Stromsonde 18 den Strom erfaßt, bewegt er den Schalter 10 von 10' Position zu Position 10". Von diesem Moment an wird die eigentliche Messung ausgeführt, das selektive Voltmeter 19 kann wegen seiner hohen Impedanz, des einfacheren Verständnisses wegen als mit den Enden von RX verbunden gesehen werden, so daß gilt:When the current probe 18 detects the current, it moves the switch 10 from position 10' to position 10". From this moment on, the actual measurement is carried out, the selective voltmeter 19 because of its high impedance, for the sake of ease of understanding, can be seen as connected to the ends of RX, so that:

RX = VX/IRX = VX/I

da I konstant der gemessene Wert von VX ist, der direkt proportional zu dem Wert von RX ist.since I constant is the measured value of VX, which is directly proportional to the value of RX.

Es muß bemerkt werden, daß der Wert der zwei Bezugserden 11 und 12 und die Länge von der Linie nicht die Messung beeinflussen, so daß diese Werte auch unbekannt sein können.It should be noted that the value of the two reference earths 11 and 12 and the length of the line do not affect the measurement, so these values can also be unknown.

Der Generator 17 erzeugt einen Wechselstrom mit einer sehr niedrigen Frequenz von der Maßeinheit Hz (bei den erprobten Prototypen ist es eine Frequenz von etwa 1,5 Hz und 110 Hz gewesen). Die Benutzung einer niedrigen Frequenz ist durch die Tatsache gerechtfertigt, daß ansonsten die Kapazitäten und die Induktanzen der Leitung Fehler bei den Messungen erzeugen würden, die proportional zu dem Wert der Frequenz wäre.The generator 17 produces an alternating current with a very low frequency in Hz (in the prototypes tested it was a frequency of about 1.5 Hz and 110 Hz). The use of a low frequency is justified by the fact that otherwise the capacitances and inductances of the line would produce errors in the measurements that would be proportional to the value of the frequency.

Der Generator 17 erzeugt simultan dazu auch einen Gleichstrom, welcher dem Wechselstrom überlagert ist und der die Aufgabe hat, einige Schichten der Erde, die wie elektrolytische Zellen fungieren, zu depolarisieren, was beachtliche Schwierigkeiten für das Fließen des elektrischen Stromes aufwirft.The generator 17 simultaneously produces a direct current, which is superimposed on the alternating current and which has the task of depolarizing certain layers of the earth which act as electrolytic cells, which poses considerable difficulties for the flow of the electric current.

Das Voltmeter 19 ist mit einem Filter versehen, der auf die Frequenz des Stromgenerators zentriert ist, aber darüber hinaus ist es ebenfalls mit einem Synchronismuskreis mit der emittierten Frequenz versehen, um ein gegen Geräuschpegel verbessertes Signal zu ermöglichen und um die unbeachtlichen Störungen in der Stabilität der Messung zu beseitigen, was auf andere Art unmöglich zu erreichen wäre in Bezug auf die niedrigen angewendeten Frequenzen.The voltmeter 19 is provided with a filter centered on the frequency of the current generator, but in addition it is also provided with a synchronism circuit with the emitted frequency in order to allow a signal improved against noise level and to eliminate the insignificant disturbances in the stability of the measurement, which would otherwise be impossible to achieve in relation to the low frequencies used.

Der Adressengeber Block 16 umfaßt eine Gleichstromversorgung, welche die Möglichkeit der Umkehrung der Polarisierung der Drahtleitung bietet, wie nachfolgend beschrieben werden soll. Besagter Geber kann entsprechend der üblichen Spezifikation verwendet werden, wie zum Beispiel der Geber vom Typ CCITT V21 mit einer Transmissionsrate von 256 oder 512 BPS, angeboten von den Serviceunternehmen der Telefongesellschaften.The address generator block 16 comprises a direct current supply, which offers the possibility of reversing the polarization of the wire line, as will be described below. The said generator can be used according to the usual specification, such as the CCITT V21 type generator with a transmission rate of 256 or 512 BPS, offered by the service companies of the telephone companies.

Fig. 3 zeigt die Arten zur Verbindung des ferngesteuerten Betätigungsgliedes 3 entlang der Leitung. Im ersten Fall, nach der Fig. 3', ist das ferngesteuerte Betätigungsglied 3a parallel, ohne jegliche Unterteilung, mit der Leitung geschaltet, wobei im zweiten Fall bei Fig. 3" eine Unterteilung notwendig ist. Die verwendeten Kürzel sind:Fig. 3 shows the ways of connecting the remote-controlled actuator 3 along the line. In the first case, according to Fig. 3', the remote-controlled actuator 3a is connected in parallel, without any subdivision, to the line, whereas in the second case, in Fig. 3", a subdivision is necessary. The abbreviations used are:

ae, be = ankommende Leitungae, be = incoming line

au, bu = abgehende Leitungau, bu = outgoing line

at, bt = sie sind separat mit der zu messenden Erdung verbunden, auf diese Art und Weise ist die Erdungswiderstandsmessung nicht durch dem Widerstand der Leitung erhöht.at, bt = they are separately connected to the earth to be measured, in this way the earth resistance measurement is not increased by the resistance of the line.

Die beiden Systeme sind gleichwertig unter dem Gesichtspunkt der Durchführung und in beiden Fällen ist der Erdungswiderstand mit "at" und "bt" zu verbinden. Ein passender Schalter kann ein elektromechanisches Relais oder ein Festkörperrelais sein. Ein Typ einer Kontrollnachricht, von dem zentralisierten Meßgerät 1, das eine gute Effizienz und Verläßlichkeit des Synchronismus erfordert, die durch zwei 8-bit Wörter, die iterativ wiederholt werden, bis schließlich das aufgerufene Betätigungsglied den Kontakt 13 schließt. Das erste Wort wird durch 8 bits gebildet, die zu 1 gesetzt sind, wohingegen beim zweiten Wort das erste und letzte bit zu 0 gesetzt sind und die anderen 6 sind je nach der übermittelten Adresse verschieden sind. Mit dieser Methode ist es möglich 64 verschiedene Adressen pro Leitung zu erreichen, aber diese Zahl kann mit der Länge der Wörter variiert werden. In der Fig. 4 ist das Blockdiagramm des Geräts gezeigt, verbunden mittels des schon illustrierten Kontakts 22, der mit dem ferngesteuerten Betätigungsglied in Beziehung steht. Mittels eines Schalters 23, dessen Wirkungsweise noch im weiteren Verlauf dargelegt wird, erreicht das von dem Adressengeber emittierte Signal das Modem 24, und die von der Versorgungsleitung zugeführte Spannung erreicht die allgemeine Stromversorgung 25, welche sie für alle Stromkreise stabilisiert.The two systems are equivalent from the point of view of implementation and in both cases the earthing resistance is to connect "at" and "bt". A suitable switch can be an electromechanical relay or a solid state relay. A type of control message from the centralized measuring device 1, which requires good efficiency and reliability of synchronism, is made up of two 8-bit words that are repeated iteratively until finally the called actuator closes the contact 13. The first word is formed by 8 bits set to 1, whereas in the second word the first and last bits are set to 0 and the other 6 are different according to the address transmitted. With this method it is possible to obtain 64 different addresses per line, but this number can be varied according to the length of the words. In Fig. 4 is shown the block diagram of the device connected by means of the already illustrated contact 22, which is related to the remote actuator. By means of a switch 23, the operation of which will be explained later, the signal emitted by the address transmitter reaches the modem 24, and the voltage supplied by the supply line reaches the general power supply 25, which stabilizes it for all circuits.

Das Signal wird entschlüsselt und zum logischen Kreislauf 27 geschickt, an dem die zwei Ausgänge R und M sind. Der Ausgang R kontrolliert den Schalter 23, der eine "Autoreverse-Funktion" vollführt. Diese Funktion ist durch die Tatsache begründet, daß das ferngesteuerte Betätigungsglied normaler Weise an eine Telefonleitung angeschlossen ist, welche durch eine Vermittlung versorgt wird. In diesem Zustand (inaktiver Zustand) muß das ferngesteuerte Betätigungsglied nicht versorgt werden, da ansonsten die Leitung unnötigerweise belastet wäre und diese Versorgung ist tatsächlich durch die Diode 30 unterbunden. Wenn eine Erdungsmessung erfolgen soll, wird die Leitung von der Vermittlung zu der zentralisierten Meßeinrichtung 1 geschaltet, welche durch den Adressengebers für die Dauer von 16 Sekunden eine entgegengerichtete Versorgung sendet (unter Berücksichtigung der Vermittlung), welche korrekterweise durch die Diode 30 übertragen wird, um das ferngesteuerten Betätigungsglied zu versorgen.The signal is decoded and sent to the logic circuit 27, on which there are two outputs R and M. The output R controls the switch 23, which performs an "autoreverse" function. This function is due to the fact that the remote-controlled actuator is normally connected to a telephone line supplied by an exchange. In this state (inactive state), the remote-controlled actuator does not need to be supplied, otherwise the line would be unnecessarily loaded and this supply is in fact blocked by the diode 30. When an earth measurement is to be carried out, the line is switched from the exchange to the centralized measuring device 1, which sends a reverse supply through the address transmitter for a period of 16 seconds (under taking into account the switching), which is correctly transmitted through the diode 30 to supply the remote-controlled actuator.

Es kann trotz allen dem wegen einer falschen Installation oder wegen einer Vertauschung der Leitung nach einer Reparatur (Vertauschung der Drähte a und b) kommen, so daß ein ferngesteuertes Betätigungsglied fehlerhaft versorgt wird. Wenn das ferngesteuerte Betätigungsglied korrekt versorgt ist ohne ein Kontrollsignal in der vorherbestimmte Zeit, wird der Schalter 23 sich in den Dämpfungszustand 0 einstellen. Dies ist die "Autoreversefunktion".However, it may happen that due to incorrect installation or due to a reversal of the wiring after a repair (reversal of wires a and b) a remote-controlled actuator is incorrectly supplied. If the remote-controlled actuator is correctly supplied without a control signal within the predetermined time, the switch 23 will set itself to the attenuation state 0. This is the "autoreverse function".

Der Ausgang M wird aktiviert, wenn die übertragene Adresse und die, die von dem entsprechenden Kreis 26 eingestellt ist, übereinstimmen. Das von M kommende Signal ist im wesentlichen eine Rechteckwelle, deren Periode gleich der Länge der empfangenen Nachricht ist. Während der Ausschaltzeit der besagten Rechteckwelle ist der Schalter M offen, und der von dem Generator 28 kommende Strom kann den Kondensator 31 mittels der Diode 32 aufladen. Während der Einschaltzeit ist M geschlossen und die Ladung des Kondensators 31 wird mittels der Diode 33 zu dem Kondensator 34 übertragen.The output M is activated when the transmitted address and the one set by the corresponding circuit 26 match. The signal coming from M is essentially a square wave whose period is equal to the length of the received message. During the off time of said square wave, the switch M is open and the current coming from the generator 28 can charge the capacitor 31 by means of the diode 32. During the on time, M is closed and the charge of the capacitor 31 is transferred to the capacitor 34 by means of the diode 33.

Wiederholt man diese Prozedur mehrere Male, so wird das differierende Potential an den beiden Seiten des Kondensators 34 zu dem Relais 29 geschaltet, welches von "ae" und "be" zu "at" und "bt" schalten wird, um die Messung des Erdungswiderstands zu erlauben. Zur selben Zeit wird das ferngesteuerte Betätigungsglied wegen des Tausches nicht mehr mit versorgt, und das Relais 29 wird angezogen, bis der Kondensator 34 entladen ist. Die Beschreibung der Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform wurde nur aus Gründen der Veranschaulichung gegeben und keineswegs zur Einschränkung des Prinzips, basierend auf dem System der Fernmessung des Erdungswiderstandes.Repeating this procedure several times will switch the differing potential on the two sides of capacitor 34 to relay 29 which will switch from "ae" and "be" to "at" and "bt" to allow the earth resistance measurement. At the same time the remote actuator will no longer be powered due to the switch and relay 29 will be energized until capacitor 34 is discharged. The description of the invention in its preferred embodiment has been given for illustrative purposes only and in no way to limit the principle based on the system of remote earth resistance measurement.

Claims (7)

1. System zur Fernmessung des Erdungswiderstandes, mit einer zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung (1), die mit zwei mit dem Boden (B) verbundenen Bezugserdungen (11, 12) verbunden ist, mit ferngesteuerten Betätigungsgliedern (3), deren jedes zwei mit dem Boden (B) verbundene Erdungsanschlüsse (at, bt) aufweist, und mit einem Leitungswähler (2), welcher die zentralisierte Erdungsmeßvorrichtung (1) mit den ferngesteuerten Betätigungsgliedern (3) verbindet, die mit einer gewählten zweidrahtigen Meßleitung (14, 14'; ae, be) verbunden sind, wobei das ferngesteuerte Betätigungsglied (3) mit Kontakten (13) zum Anschluß der Drähte der Leitung (14, 14'; ae, be) an die Erdungsanschlüsse (at, bt) versehen ist, um den Meßkreis zu schließen, wenn es die von der zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung (1) emittierte Adresse erkennt, und wobei es nahe dem Bereich angeordnet ist, wo die Erdungsmessung erforderlich ist, wodurch die Erdungswiderstandsmessung in einem Meßbereich durchgeführt wird, der von den Bezugserdungen weit entfernt ist, so daß die tiefsten Bodenschichten, von denen angenommen werden kann, daß sie sich auf einem konstanten Potential befinden, in die Messung eingehen; und wobei die zentralisierte Erdungsmeßvorrichtung aufweist: einen Adressengeber (16), der ein Synchronismus- und Erkennungssignal emittiert und zur Zuführung von Strom zur Leitung (14, 14') dient, einen Konstantstromgenerator (17) zur Erzeugung eines Konstantstroms, der durch einen ersten Draht der Leitung (14), den jeweiligen Erdungsanschluß des ferngesteuerten Betätigungsgliedes, den Erdungswiderstand und die erste Bezugserdung (11) zurück zur zentralisierten Meßvorrichtung fließt und dabei durch eine Stromsonde (18) verläuft, die geeignet ist, das Fließen des Meßkreises zu erfassen, sowie einen Umschalter (10), der den zweiten Draht (14) der Leitung entweder mit einem zweiten Ausgang des Adressengebers (16), dessen erster Ausgang mit dem ersten Draht (14') der Leitung verbunden ist, oder mit einem zweiten Eingang eines selektiven Voltmeters (19) verbindet, dessen Eingang mit der zweiten Bezugserdung (12) verbunden ist.1. System for remote measurement of earth resistance, comprising a centralized earth measuring device (1) connected to two reference earths (11, 12) connected to the ground (B), remote-controlled actuators (3), each of which has two earth terminals (at, bt) connected to the ground (B), and a line selector (2) connecting the centralized earth measuring device (1) to the remote-controlled actuators (3) connected to a selected two-wire measuring line (14, 14'; ae, be), the remote-controlled actuator (3) being provided with contacts (13) for connecting the wires of the line (14, 14'; ae, be) to the earth terminals (at, bt) in order to close the measuring circuit when it recognizes the address emitted by the centralized earth measuring device (1), and being arranged near the area where the earth measurement is required. whereby the earth resistance measurement is carried out in a measuring range which is far away from the reference earths, so that the deepest soil layers, which can be assumed to be at a constant potential, are included in the measurement; and wherein the centralised earth measuring device comprises: an address transmitter (16) which emits a synchronism and detection signal and serves to supply current to the line (14, 14'), a constant current generator (17) for generating a constant current which passes through a first wire of the line (14), the respective earth connection of the remote-controlled actuator, the earth resistance and the first reference earth (11) flows back to the centralized measuring device, passing through a current probe (18) suitable for detecting the flow of the measuring circuit, and a switch (10) connecting the second wire (14) of the line either to a second output of the address transmitter (16), the first output of which is connected to the first wire (14') of the line, or to a second input of a selective voltmeter (19), the input of which is connected to the second reference earth (12). 2. Verfahren zur Fernmessung des Erdungswiderstandes, durchgeführt mit dem System nach Anspruch 1, wobei für die Messung des Erdungswiderstandes:2. A method for remotely measuring earth resistance, carried out with the system according to claim 1, wherein for measuring earth resistance: I) der Adressengeber (16) in der zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung (1), die mit zwei mit dem Boden (B) verbundenen Bezugserdungen (11, 12) verbunden ist, ein Synchronismus- und Erkennungssignal mit der speziellen Adresse eines ferngesteuerten Betätigungsgliedes (3) emittiert, das mit einer durch den Leitungswähler (2) gewählten Meßleitung (14, 14') verbunden ist und zwei Erdungsanschlüsse (at, bt) aufweist, die mit dem Boden verbunden sind, und gleichzeitig Strom zu dem ferngesteuerten Betätigungsglied (3) zugeführt wird, wobei dieses letztere nahe dem Bereich angeordnet ist, wo die Erdungsmessung erforderlich ist, wodurch die Erdungswiderstandsmessung in einem Meßbereich durchgeführt wird, der von den Bezugserdungen weit entfernt ist, so daß die tiefsten Bodenschichten, von denen angenommen werden kann, daß sie sich auf einem konstanten Potential befinden, in die Messung eingehen,I) the address transmitter (16) in the centralized earth measuring device (1) connected to two reference earths (11, 12) connected to the ground (B) emits a synchronism and recognition signal with the specific address of a remote-controlled actuator (3) connected to a measuring line (14, 14') selected by the line selector (2) and having two earth terminals (at, bt) connected to the ground, and at the same time current is supplied to the remote-controlled actuator (3), the latter being located close to the area where the earth measurement is required, whereby the earth resistance measurement is carried out in a measuring area far from the reference earths, so that the deepest soil layers, which can be assumed to be at a constant potential, are included in the measurement, II) wenn das ferngesteuerte Betätigungsglied (3) angesteuert wird und nach dem Erkennen, daß die übertragene Adresse und die durch eine geeignete Schaltung (26) im Betätigungsglied (3) eingestellte gleich sind, es die Kontakte (13) schließt, die zum Schließen des Meßkreises vorgesehen sind,II) when the remote-controlled actuator (3) is activated and after detecting that the transmitted address and the address determined by a suitable circuit (26) set in the actuator (3) are equal, it closes the contacts (13) intended to close the measuring circuit, III) ein Konstantstrom (I), der von dem in der zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung (1) enthaltenen Konstantstromgenerator (17) erzeugt wird, mit einer Wechselstromkomponente in der Größenordnung von Hz und einer Gleichstromkomponente von der zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung durch einen ersten Draht der Leitung (14'), den jeweiligen Erdanschluß des ferngesteuerten Betätigungsgliedes, den Erdungswiderstand und die erste Bezugserdung (11) zurück zur zentralisierten Meßvorrichtung fließt und durch die Stromsonde (18) verläuft, die geeignet ist, das Schließen des Meßkreises zu erfassen,III) a constant current (I) generated by the constant current generator (17) contained in the centralized earth measuring device (1), with an alternating current component of the order of Hz and a direct current component, flows from the centralized earth measuring device through a first wire of the line (14'), the respective earth connection of the remote-controlled actuator, the earth resistance and the first reference earth (11) back to the centralized measuring device and passes through the current probe (18) which is suitable for detecting the closure of the measuring circuit, IV) eine aktuelle Messung des Erdungswiderstandes nach dem Umschalten des in der zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung enthaltenen Umschalters (10) auf der Basis der Erfassung mittels des ebenfalls in der zentralisierten Erdungsmeßvorrichtung enthaltenen selektiven Voltmeters (19) mit einer Spannung durchgeführt wird, die direkt proportional zum Erdungswiderstand ist, wobei der Umschalter in eine Stellung geschaltet wird, die den zweiten Draht der Leitung mit einem zweiten Eingang des selektiven Voltmeters (19) verbindet, wobei ein erster Eingang desselben mit der zweiten Bezugserdung (12) verbunden ist.IV) an actual measurement of the earth resistance is carried out after switching the switch (10) included in the centralized earth measuring device on the basis of the detection by means of the selective voltmeter (19) also included in the centralized earth measuring device with a voltage that is directly proportional to the earth resistance, the switch being switched to a position that connects the second wire of the line to a second input of the selective voltmeter (19), a first input of which is connected to the second reference earth (12). 3. System zur Fernmessung des Erdungswiderstandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromgenerator (17) einen Wechselstrom mit einer Frequenz in der Größenordnung von Hz erzeugt.3. System for remote measurement of earth resistance according to claim 1, characterized in that the current generator (17) generates an alternating current with a frequency in the order of Hz. 4. System zur Fernmessung des Erdungswiderstandes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromgenerator (17) einen dem Wechselstrom überlagerten Gleichstrom erzeugt.4. System for remote measurement of earth resistance according to claim 3, characterized in that the current generator (17) generates a direct current superimposed on the alternating current. 5. System zur Fernmessung des Erdungswiderstandes nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Voltmeter (19) für die Frequenz des Stromgenerators (17) selektiv ist und eine Demodulation durchführt, die mit der emittierten Frequenz synchron ist.5. System for remote measurement of earth resistance according to claims 1, 3 and 4, characterized in that the voltmeter (19) is selective for the frequency of the current generator (17) and carries out a demodulation synchronous with the emitted frequency. 6. System zur Fernmessung des Erdungswiderstandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ferngesteuerte Betätigungsglied (3) außer den Leitungskontakten (22) aufweist: einen Schalter (23), eine allgemeine Spannungsquelle (25), einen Gleichstromgenerator (28), eine Sperrdiode (30), ein Modem (24) und eine Schaltung zum Einstellen der Adresse (26) des ferngesteuerten Betätigungsgliedes und eine logische Schaltung, die über ein Interface mit einem Netzwerk verbunden ist, das zwei Kondensatoren (31 und 34) und zwei weitere Dioden (33 und 32) zur Betätigung eines Relais (29) mit der im ersten Kondensator gespeicherten Ladung aufweist, die durch die erste weitere Diode (33) auf denselben übertragen worden ist, wenn die übertragene Erkennungadresse und die durch die geeignete Schaltung (26) eingestellte gleich sind, wobei die ganze Schaltung eine eigensichere Vorrichtung ist, da es garantiert ist, daß das Relais (29) in Gegenwart irgendeiner Art von Fehler nicht betätigt wird.6. System for remote measurement of earth resistance according to claim 1, characterized in that the remotely controlled actuator (3) comprises, in addition to the line contacts (22): a switch (23), a general voltage source (25), a direct current generator (28), a blocking diode (30), a modem (24) and a circuit for setting the address (26) of the remotely controlled actuator and a logic circuit connected via an interface to a network comprising two capacitors (31 and 34) and two further diodes (33 and 32) for actuating a relay (29) with the charge stored in the first capacitor, which has been transferred to it by the first further diode (33), when the transmitted recognition address and that set by the appropriate circuit (26) are the same, the whole circuit being an intrinsically safe device since it is guaranteed that the Relay (29) is not activated in the presence of any type of fault. 7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ferngesteuerte Betätigungsglied einen solchen Aufbau besitzt, daß kein Strom von der Leitung (ae, be) durch die Sperrdiode (30) zum ferngesteuerten Betätigungsglied (3) fließt, wenn die Leitung mit einer normalen Polarität und derart beliefert wird, daß die Leitung zur Durchführung einer Erdungswiderstandsmessung vom Amt (exchange) zur zentralisierten Meßvorrichtung (1) umgeschaltet wird, die über den Adressengeber (16) einen Strom entgegengesetzter Polarität bezüglich des Amts überträgt, der korrekt durch die Diode (30) übertragen wird, um das ferngesteuerte Betätigungsglied zu versorgen, und der zur Aktivierung der Erdungswiderstandsmessung verwendet wird, was nur dann wirksam vollständig durchgeführt wird, wenn die übertragene und die eingestellte Adresse gleich sind, wodurch der Schalter (23), welcher so ausgebildet ist, daß er die Polarität der Verbindung des ferngesteuerten Betätigungsgliedes und der darin enthaltenen Sperrdiode (30) zur Leitung (ae, be) ändert, in eine Stellung umgeschaltet wird, in welcher kein Strom von der Leitung durch die Sperrdiode (30) zum ferngesteuerten Betätigungsglied (2)< fließt, wenn das Betätigungsglied für eine genau definierte Zeitspanne korrekt beliefert wird, ohne ein vom Adressengeber (16) übertragenes Steuersignal zu empfangen.7. System according to claim 6, characterized in that the remote-controlled actuator has a structure such that no current flows from the line (ae, be) through the blocking diode (30) to the remote-controlled actuator (3) when the line is supplied with a normal polarity and in such a way that the line is used to carry out an earth resistance measurement from the office (exchange) to the centralized measuring device (1) which transmits, via the address transmitter (16), a current of opposite polarity with respect to the office, which is correctly transmitted through the diode (30) to supply the remote-controlled actuator and which is used to activate the earth resistance measurement, which is only effectively carried out in full if the transmitted and the set address are the same, whereby the switch (23), which is designed to change the polarity of the connection of the remote-controlled actuator and the blocking diode (30) contained therein to the line (ae, be), is switched to a position in which no current flows from the line through the blocking diode (30) to the remote-controlled actuator (2)< if the actuator is correctly supplied for a precisely defined period of time without receiving a control signal transmitted by the address transmitter (16).
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